Понятие о системе «водитель–автомобиль–дорога–среда»

Применительно к транспортному процессу структурную схе­му системы эксплуатации автомобильной техники с некоторыми условностями можно представить состо­ящей из четырех основных блоков: «во­дитель – автомобиль – дорога – среда» (ВАДС) (рис.2.1). Такая схема позволяет ана­лизировать как систему в целом, так и отдельно подсистемы.

В приведенной структурной схеме можно выделить следующие основные подсистемы: 1 – внешняя среда – води­тель; 2 – водитель – автомобиль; 3 – автомобиль – дорога; 4 – внешняя среда – дорога; 5 – дорога – автомобиль; 6 – ав­томобиль– водитель; 7 – внешняя среда – автомобиль.

Анализ взаимодействия подсистем имеет большое значение при определении эффективности эксплуатации транспорта. Коротко рассмотрим сущность основных подсистем.

Подсистема «внешняя среда – водитель»является информаци­онной моделью транспортного процесса. Она базируется на пси­хологических особенностях взаимодействия водителя с условия­ми движения. Внешняя среда представляет собой информацион­ное поле, которое формирует у водителя эмоциональное напря­жение. Водитель, анализируя внешнюю среду, избирает такую ориентацию, которая обеспечивает безопасность движения и ми­нимальное эмоциональное напряжение. В этом сущность взаимо­действия компонентов данной подсистемы.

Подсистема «водитель–автомобиль»– эргономическая модель, базирующаяся на физиологических возможностях водителя и ис­полнительных механизмах автомобиля. Получив от внешней сре­ды информацию и проанализировав ее, водитель взаимодейству­ет с исполнительными механизмами, управляет движением авто­мобиля, задает ему рациональные режимы движения. При соче­тании движения автомобилей на дороге создается транспортный поток. Исследование подсистемы «водитель – автомобиль» имеет большое значение для решения отдельных задач по эксплуатации автомобилей, в том числе и задачи обеспечения безопасности дви­жения,

Подсистема «автомобиль – дорога»представляет собой механи­ческую модель транспортного процесса. Основное внимание в этой подсистеме уделяется взаимодействию автомобиля через подвеску и колеса с дорожным покрытием. При движении автомобиль воз­действует на проезжую часть, в результате чего в дорожном покры­тии возникают напряжения, влияющие на его прочность и долго­вечность. Исследование рассматриваемой подсистемы позволяет разработать различные мероприятия (содержание и ремонт) по поддержанию дорог в хорошем техническом состоянии.

Подсистема «внешняя среда – дорога» – сложная тепломассооб–менная модель. Она базируется на анализе воднотеплового воз­действия географических комплексов (климата, рельефа местнос­ти, грунтов, гидрологии, гидрогеологии и т.д.) на дорогу. Так, например, воздействие атмосферных осадков ухудшает эксплуа­тационные качества покрытий. Исследование данной подсисте­мы позволяет разработать мероприятия по повышению устойчи­вости дорог и безопасности движения.

Подсистема «дорога – автомобиль» является динамической моделью (обратная связь подсистемы «автомобиль–дорога). Она базируется на анализе колебательного процесса при движении автомобиля по проезжей части. Вследствие наличия различных неровностей покрытий автомобиль испытывает случайные воздей­ствия. Это вызывает сложный колебательный процесс колес, кузова, автомобиля в целом. Исследование подсистемы весьма важ­но в теории эксплуатационных свойств автомобиля. Оно позволяет решать различные задачи – рассчитывать расход топлива, определять возможную скорость движения, производительность автомобиля и др.

Подсистема «автомобиль – водитель» является обратной свя­зью подсистемы «водитель – автомобиль». Анализ этой подсисте­мы позволяет изучить влияние условий движения на работоспо­собность водителей. В частности, могут быть установлены пре­дельные нормы вибрации и шума для водителей. Эффективность расстановки органов управления, размеры салона автомобилей и т.д.

Подсистема «внешняя среда – автомобиль» представляет инте­рес три исследовании надежности автомобилей, их работы в раз­личных климатических условиях.

Все подсистемы между собой в той или иной степени взаимо­связаны. Вместе с тем каждую подсистему можно представить от­дельными элементами. С этой точки зрения водитель занимает особое место в системе ВАДС. Это элемент системы, осуществля­ющий управление автомобилем и участвующий в поддержании его работоспособности, т.е. обеспечении эксплуатационной надеж­ности.

Главная задача водителя – управление автомобилем и конт­роле» за его работой. Тенденции развития автомобиля таковы, что физический труд по управлению им становится все меньше, а на первое место выдвигаются повышенные требования к восприятию, мышлению, управляющим воздействиям, к надежности профес­сиональной деятельности водителя в условиях высокой нервно – эмоциональной напряженности.

5. Схема управления системой «водитель-автомобиль-дорога-среда»

5. Схема управления системой «водитель-автомобиль-дорога-среда».

Система ВАДС – взаимосвязанная система, состоящая из элем-в: водитель, автомобиль, дорога, среда.

При выходе из строя хотя бы одного элемента системы нормальное функционирование ВАДС нарушается или становится невозможным.

Для обеспеч. эффективного и безопасного функцион-я сист. ВАДС необх: совершенствовать подготовку водителей; улучшать конструкции технич. сост. ТС; расширять строит-во улиц и дорог; оптимально организовывать процесс дор. дв.

Управление системой ВАДС

Создание системы законодат. актов, стандартов, норм и правил

Законодат. и подза-конные акты в сфере без-ти дв-я

Гос. стандарты и строит. нормы и правила (СНиП) на улицы и дороги.

ГОСТы на технич. средства орг-ии дв-я

Требова-ния к участни-кам дор. дв-я

Правила для участни-ков ДД

Реализация требования законов, ст-тов и др.

Строит. и реконстр. уличной дор. сети (УДС)

Произв-во ТСОД или оборуд. УДС

Соверш-е констр. ТС

Обучение водителей и населения

Обеспечение контроля надёжности функционир. сист. ВАДС

Контроль за сост. УДС и ТСОД

Контроль технич. сост. наход-ся к экспл. ТС

Контроль за соблюдением участниками ДД и должностными лицами ПДД и др. норм

С позиции системного подхода деят-ть по организации дв-я (упр-е системой ВАДС) может быть рассмотрена как последовательно осуществляемая на 3 уровнях упр-я, конечной целью которой явл. безопасность движения.

1 уровень предусматривает создание системы законодат. и иных норм.-правовых актов, а также стандартов, правил, содержащих общие требования безопасности по всем компонентам системы ВАДС.

2 уровень предусм. непосредственную реализацию требований 1 уровня в процессе создания ТС, строительства, реконструкции, содержания УДС, орг-ии ДД, а также при подготовке водителей и обучении населения.

3 уровень предусм. орг-ю контроля надёжности функционирования всех компонентов системы ВАДС в процессе ДД и принятие соотв. мер для восст-я соотв. уровня безоп-ти.

КОМПОНЕНТЫ И КАЧЕСТВА ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКА ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

3.1 Система «водитель – автомобиль – дорога — среда движения» (ВАДС). Компоненты системы. Специфические особенности и взаимовлияние компонентов. Нарушения в системе.

3.1 Система «водитель – автомобиль – дорога — среда движения» (ВАДС). Компоненты системы. Специфические особенности и взаимовлияние компонентов. Нарушения в системе.

Специфические особенности и проблемы дорожного движения обусловлены, прежде всего, системой «водитель – автомобиль – дорога – среда движения» (ВАДС). В дальнейшем изложении среду движения (окружающую среду) будем называть средой.

Эту систему можно представить в виде взаимосвязанных компонентов ВАД, функционирующих в среде С (рис. 3.1). Кроме того, в структуре системы можно выделить механическую подсистему АД – «автомобиль–дорога» и биомеханические подсистемы ВА – «водитель – автомобиль» и ВД – «водитель – дорога», а также подсистемы СВ, СА, СД.

В данной интерпретации термин «среда» охватывает пешеходов, а также погодно-климатические факторы (метеорологическую видимость, осадки, ветер, температуру воздуха). Среда оказывает воздействие на водителя, автомобиль и дорогу в процессе их взаимодействия.

Взаимосвязь и взаимодействие подсистем и компонентов системы ВАДС показаны на рис. 3.2. Применительно к водителю речь должна идти о состоянии его здоровья, степени утомленности, уровне подготовки, умении принимать решения в условиях дефицита времени и правильно выбирать скорость в соответствии с условиями движения.

Безопасность дорожного движения зависит от надежности входящих в систему ВАДС компонентов. Очевидно, что для обеспечения безопасного функционирования системы требуются достаточно большие затраты, но при этом условии создание абсолютно безопасной системы невозможно, поскольку в нее входит человек, действия и ошибки которого существенно влияют на работоспособность системы в целом. Поэтому в настоящее время можно говорить о каком-то определенном уровне обеспечения надежности рассматриваемой системы. Установление этого уровня – достаточно сложная социально-экономическая задача.

Организация дорожного движения рассматривается в рамках единой системы – среда движения (С). В рамках этой системы функционируют взаимозависимо друг от друга подсистемы водитель (В), автомобиль (А), дорога (Д). С помощью теории множеств каждая из названных подсистем характеризуется комплексом показателей, функций и зависимостей, выполнение которых обязательно для обеспечения БД транспортных потоков. ВАД взаимодействует между собой в единых областях движения ВА, АД, ВД, ВАД.

Эффективность действия рассматриваемой системы оценивается рядом показателей, в общем виде они могут быть разделены на технические, экономические, социальные, с точки зрения получения результатов они могут быть абсолютными и относительными. В общем виде вся система организации дорожного движения подразделяется на условно обозначенные районы или участки, каждый из которых характеризуется установившейся и принятой на практике системой показателей. К ним относят количество ДТП, произошедших за отчетный период: год, квартал, месяц.

Чтобы наглядно показать взаимосвязь упомянутых ранее подсистем и компонентов, рассмотрим процесс остановки автомобиля перед каким-либо препятствием на дороге.

Остановочный путь S_o, т.е. путь, проходимый автомобилем с момента обнаружения водителем препятствия на дороге до полной остановки, объективно отражает возможность обеспечения безопасности системы ВАДС. Напомним в связи с этим одно из основных положений ст. 13 Конвенции о дорожном движении 1968 г.: водитель «. должен при изменении скорости движения транспортного средства постоянно учитывать обстоятельства, в частности рельеф местности, состояние дороги и транспортного средства, его нагрузку, атмосферные условия и интенсивность движения, чтобы быть в состоянии остановить транспортное средство в конкретных условиях видимости в направлении движения, а также перед любым препятствием, которое водитель в состоянии предвидеть. «.

Таким образом, выбор скорости с учетом того, чтобы остановочный путь автомобиля не превышал расстояния, на котором в данных условиях можно объективно прогнозировать обстановку, признан важнейшим условием обеспечения безопасности движения.

Длина остановочного пути при экстренном торможении автомобиля. Этот показатель зависит как от конструкции и технического состояния тормозной системы, так и от быстроты действий водителя. Эта составляющая относится к подсистеме ВА; v_a – скорость автомобиля в момент начала торможения, км/ч; K_Э – коэффициент эксплуатационных условий торможения, зависящий от массы автомобиля и конструктивных параметров его тормозной системы и, следовательно, относящийся к компоненту А; φ – коэффициент, характеризующий сцепление шин с дорогой. Он зависит от качества и состояния покрытия дороги и вместе с тем от свойств состояния шин автомобиля, т.е. относится к подсистеме АД; i – продольный уклон (в долях единицы) дороги, является характеристикой только дороги (компонент Д).

Вместе с тем коэффициент сцепления в значительной степени зависит также от среды, поскольку изменяется в зависимости от погодно-климатических условий. Так, на сухом асфальтобетонном покрытии φ = 0,6÷0,7, на влажном φ = 0,3÷0,4 и на заснеженном φ = 0,2÷0,3.

Таким образом, для повышения безопасности дорожного движения необходимо добиваться повышения надежности каждой из составляющих этой системы. А это значит, что надо повышать профессиональные навыки водителей для сокращения времени реакции и своевременного обнаружения препятствия, поддерживать в исправности тормозную систему автомобиля для достижения максимального замедления, обеспечивать требуемое качество поверхности дорожного покрытия для повышения коэффициента сцепления, в зимнее время своевременно очищать дорогу от снега или посыпать ее противогололедными материалами.

Отказы в системе ВАДС приводят к нарушению ее нормального функционирования. В простейшем случае это могут быть заторы, мелкие неисправности транспортных средств, повреждения дорог, не влекущие за собой более тяжелых последствий. Отказы, которые приводят к гибели или ранению людей либо существенному повреждению дорожных сооружений, технических средств организации движения (ТСОД), транспортных средств, квалифицируются как ДТП. Как свидетельствует статистика, чаще всего отказы системы ВАДС связаны с недостаточной «надежностью» участвующих в дорожном движении людей (водителей, пешеходов, пассажиров, возчиков, велосипедистов).

Как уже отмечалось, среди причин ДТП примерно в 2/3 случаев статистика устанавливает ошибки водителей и в 1/3 случаев – ошибки пешеходов.

Для того чтобы предотвратить возникновение конфликтов в дорожном движении, действия его участников регламентированы Правилами дорожного движения, которые содержат нормы поведения в наиболее типичных ситуациях. Поэтому Правила рассматриваются в качестве основной базы для упорядоченного функционирования системы ВАДС.

Однако многообразие условий, в которых происходит дорожное движение, разнообразный состав его участников и транспортных средств делают необходимым вводить различные ограничения в режимы движения с помощью знаков, разметки, светофоров для достижения требуемой скорости и безопасности при соответствующем уровне удобства. Например, светофорная сигнализация позволяет исключить конфликты на перекрестках между различными по направлению транспортными потоками. Установка знаков приоритета предотвращает возможные ДТП из-за несоблюдения очередности движения на пересечениях дорог. Ограничение скорости в населенных пунктах является мерой защиты пешеходов и исключает тяжелые последствия в случае ДТП.

В конечном итоге мероприятия по организации дорожного движения направлены на повышение надежности системы ВАДС и сведение к минимуму возможных ошибок водителя в оценке условий движения.

Для обеспечения эффективного и безопасного функционирования системы ВАДС необходимо совершенствовать подготовку водителей, улучшать конструкцию и техническое состояние транспортных средств, расширять строительство улиц и дорог, оптимально организовывать процесс дорожного движения.

Эта деятельность может быть рассмотрена как последовательно осуществляемая на трех уровнях управления, конечной целью которой является безопасность движения

1-й уровень предусматривает создание системы законодательных и иных нормативных правовых актов, а также стандартов, технических правил, содержащих общие требования безопасности по всем компонентам системы ВАДС.

2-й уровень предусматривает непосредственную реализацию требований системы законодательных и иных нормативных правовых актов 1-го уровня в процессе создания транспортных средств, строительства, реконструкции и содержания улично-дорожной сети (УДС), организации дорожного движения, а также при подготовке водителей и обучении населения правилам безопасности движения.

3-й уровень предусматривает организацию контроля надежности функционирования всех компонентов системы ВАДС в процессе дорожного движения и принятие соответствующих мер для восстановления должного уровня безопасности системы.

Исходя из требований закона Украины «О дорожном движении» основные направления обеспечения БД можно сгруппировать в следующие семь блоков.

1. Установление полномочий и ответственности правительства и органов исполнительной власти.

2. Разработка и утверждение законодательных и иных нормативных правовых актов в сфере обеспечения БД.

3. Регулирование деятельности на автомобильном, городском транспорте, в дорожном хозяйстве, осуществление деятельности по ОДД.

4. Организация подготовки водителей транспортных средств, обучение населения правилам БД.

5. Проведение комплекса мероприятий по медицинскому обеспечению БД.

6. Сертификация объектов, продукции и услуг транспорта и дорожного хозяйства, лицензирование деятельности, связанной с обеспечением БД.

7. Осуществление надзора и контроля за выполнением законодательства, действующего в сфере обеспечения БД.

Каждый из блоков представляет определенные направления деятельности, участниками которой могут быть как государственные, так и иные структуры любых форм собственности, функционирующие в рамках закона.

На государственном уровне решаются наиболее фундаментальные проблемы дорожного движения — разработка законодательных и иных нормативных актов, планирование развития автомобилизации, принятие решений о структуре органов управления в рассматриваемой сфере, разработка программ дорожного строительства, утверждение государственных стандартов на дороги, улицы, автомобили и т.п.

На уровне органов исполнительной власти рассматриваются практические вопросы обеспечения функционирования системы ВАДС. Все они входят в компетенцию соответствующих структур управления и подведомственных им организаций и решаются применительно к конкретному региону. В числе названных направлений имеют также деятельность медицинских служб по оказанию помощи пострадавшим в ДТП, работа средств массовой информации (газеты, радио, телевидение) по пропаганде безопасности движения, обучение различных категорий населения в школах, других учебных заведениях правилам дорожного движения, работа органов страхования и др.